[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen nach Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
[0002] Der Gebrauch von Fitness- und Gymnastikmatten hat sich in der Sportbranche etabliert. In Kindergärten und Horten werden sie für Gemeinschaftsspiele genutzt, im Schulsport sowie in Turn- und Sportvereinen sind sie für sämtliche Bodenübungen unentbehrlich geworden. Diese Mattenart soll den Kontakt zu kalten und harten Fussböden verhindern. Zu den führenden Herstellern gehören die Firmen Airex, Bremshey, Merida und Movivit - in Deutschland ist Thieme-Sport eine feste Grösse. Diese Matten besitzen keine Stoffüberzüge. Deshalb müssen deren Oberflächen so gestaltet sein, dass sie robust, pflegeleicht bzw. hygienisch und hautfreundlich sind.
Ebenso spielen dort Rutschfestigkeit der Unterseiten und niedriges Gesamtgewicht der ganzen Matte eine Rolle. Viele verschiedene Arten von Schaumstoffmatten werden auch in der Physiotherapie verwendet.
[0003] Die Grundlage für die Konstruktion solcher Matten wurde in den Siebzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts gelegt. Typische Matten sind noch heute mit einem weichen Kern und einer widerstandsfähigen Hülle versehen. Man hat früh festgestellt, dass die Schutzhülle mit dem Schaumkern fest verbunden sein muss. In Patent Nr. DE 2 124 627 aus dem Jahre 1971 ist eine typische Machart dargestellt. Noch heute werden Fitness- und Therapiematten im Wesentlichen nach diesem Prinzip hergestellt. In DE 2 510 863 von 1975 wird eine Turn-, Gymnastik- oder Fussmatte aus Polyurethan vorgestellt.
In dieser Zeit wurden die Vorteile des neuen Materials "Polyurethan" erkannt und in der Herstellung von solchen Matten genutzt. Diese Matten wurden in erster Linie als "Dämpfungsmatten" eingesetzt, so wie sie auch in Patent Nr. EP 0 433 237 B1 vorgestellt sind. Eine Matte, deren Aufgabe die Dämpfung eines Aufpralls ist, soll eine "verzögerte Rückbildung" aufweisen, damit der darauf zur Landung kommende Sportler durch die Federwirkung nicht gleich wieder wegkatapultiert wird.
[0004] In der heutigen Zeit, in der allgemein anerkannt ist, dass gemäss www.rheumaliga.ch "regelmässige und gezielte Gymnastik mit einem Therapie- und Trainingsgerät Seele, Körper und Geist in Einklang bringt", werden Produkte angeboten, welche "Gymnastik am Ort" ermöglichen.
Solche Fitness- und Therapiematten haben in aller Regel eine rechteckige dem Quadrat nahe liegende Form und weisen eine Fläche von ca. 0.06 m<3> bis 1 m<3> auf. Deren Dicke ist meist zwischen 1.5 cm bis 10 cm. Solche Matten werden vielfach von mehreren verschiedenen Personen verwendet, so dass eine relativ hohe Anforderung an die Hygiene gestellt wird. Man verwendet deshalb Matten mit "optimaler Dämpfung und geschlossenzelliger Struktur und nehmen keine Feuchtigkeit oder Schmutz auf" (Zitat: http://www.airex.ch/de/catalog.php?tipo=30&catab=1). Man legt also Wert auf Multifunktionalität, Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Verrottung. Sie werden für Gymnastik und Übungen im Stehen, Sitzen, Knien und in der Bewegung verwendet.
Man hat erkannt, dass die Gymnastik mit solchen Schaumstoffkissen die Fussmuskulatur und den sicheren Stand - als Grundlage für die aufrechte Haltung - fördert.
[0005] Alle diese Schaumstoffmatten weisen geschlossene Poren auf, sind also geschlossenzelliger Konstruktion. Der Rückfederungseffekt wird durch die gemeinsame Wirkung der Luftkompressibilität in den Poren und der Elastizität des Materials erreicht. Eine solche Matte wird nach dem Prinzip der Luftfeder progressiv härter, je stärker sie belastet wird.
[0006] Wie im Stand der Technik beschrieben, sind die herkömmlichen Matten mit einer Schutzhülle versehen. Durch diese Schutzhülle wird ein grösserer Bereich um die Eindruckstelle ebenfalls beeinflusst. Der Effekt entspricht dem eines luftgefüllten Kissens.
Die seitlich wirkenden Kräfte werden über die Schutzhülle abgeleitet, so dass ein sogenannter "Schwabbeleffekt" die Folge ist. Durch die Wahl der oben beschriebenen Schaumstoff-Materialien und durch den Aufbau mit Schutzhülle aus Kunststoff und Schaumstoffkern, die fest miteinander verbunden sind, wird aber der gewünschte Effekt teilweise wieder zunichte gemacht. Die dem Stand der Technik entsprechenden Matten sind jedoch beliebt, weil sie vielseitig, z.B. auch im Wasser, eingesetzt werden können. Den Anforderungen des physiotherapeutisch gewünschten Instabilitäts-Effekts können sie aber nicht gerecht werden.
[0007] Allen dem Stand der Technik entsprechenden Matten dieser Art ist der in EP 0 433 237 B1 beschriebene Dämpfungseffekt eigen.
Zugunsten der Hygiene und der Multifunktionalität werden für diese Matten wie bereits erwähnt geschlossenzellige Schaumstoffe verwendet, welche dann zusätzlich mit einer aus demselben oder einem anderen Material bestehenden geschlossenen Hülle versehen werden. Dies beeinflusst gerade die für die Aktivierung aller Muskeln des Bewegungsapparates wesentliche Instabilität und erwünschte Federwirkung negativ.
[0008] Die vorliegende Erfindung stellt sich nunmehr die Aufgabe, die Fitness- und Therapiematte durch Einsatz eines aus offenzelligem Material gefertigten und für diese Anwendung speziell konfektionierten Kunststoffschaums derart zu verbessern,
dass für die zu therapierende Person ein der idealen Feder nahe kommender Rückfederungseffekt maximale Instabilität des Geräts ermöglicht.
[0009] Diese Aufgabe löst eine Fitness- und Therapiematte mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere erfindungsgemässe Merkmale gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor, und deren Vorteile sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
[0010] In der Zeichnung zeigt:
<tb>Fig. 1<sep>Kompressionskurve einer Matte mit geschlossenen Zellen
<tb>Fig. 2<sep>Kompressionskurve einer Matte mit offenen Zellen
<tb>Fig. 3<sep>Kompression während 10 Zyklen einer Matte mit geschlossenen Zellen
<tb>Fig. 4<sep>Verbleibende Verformung in % einer Matte mit geschlossenen Zellen während 10 Zyklen
<tb>Fig. 5<sep>Kompression während 10 Zyklen einer Matte mit offenen Zellen
<tb>Fig. 6<sep>Verbleibende Verformung in % einer Matte mit offenen Zellen während 10 Zyklen.
[0011] Die Figuren zeigen die Messresultate der Vergleichsmessungen zwischen offenzelligen und geschlossenzelligen Matten. Sie können im Prüfbericht Nr. 444 254 vom 27.11.2006 der Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt eingesehen werden.
[0012] Der Rückfederungseffekt der in Patentanspruch 1 vorgestellten Fitness- und Therapiematte wird sich weniger progressiv, bei leichter Belastung beinahe proportional auswirken. Der Verzicht auf eine Hülle, die mit dem weichen, federnden Kern fest verbunden ist, reduziert die Übertragung horizontaler Kräfte, welche bei herkömmlichen, handelsüblichen Matten mit zähen, reissfesten Schutzhüllen übertragen werden.
Die offenzellige Konstruktion des Schaumstoffes, welche durch die Verwendung des speziellen Materials erreicht wird, minimiert die Übertragung von horizontalen Kräften nachweisbar. Die offenzellige Struktur wird auf Tritt- und Seitenfläche auch gegen aussen erhalten, indem die Matten sauber geschnitten werden, damit die offene Zellstruktur den Luftaustausch von innen gegen aussen zulässt. Die Federwirkung soll lediglich durch die Zellstruktur erreicht werden. Lufteinschlüsse, welche die Wirkung der Luftkompression mit sich brächten, werden vermieden.
Lediglich auf der dem Boden zugewandten Seite wird allenfalls eine Folie aufgeklebt, um die Matte rutschfest zu machen.
[0013] Um diese offenzellige Struktur zu erhalten, wird für die vorgestellte Fitness- und Therapiematte ein Polyurethan-Weichschaumstoff verwendet, welcher im Wesentlichen aus Polyolen und Diisocyanaten hergestellt wird.
[0014] Die vorgestellte Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen soll Sitzmenschen zum Stehen animieren und deren Begeisterung zur Bewegung wecken. Das Steh-Konzept kann das Befinden des Trainierenden ohne grossen Aufwand positiv beeinflussen, weil es gezielt auf die tiefliegenden Muskelschichten wirkt.
Durch das einfache Stehen und Bewegen auf dieser Matte, die es in unterschiedlichen Längen und Dicken gibt, wird das Zusammenspiel zwischen Gehirn, Nerven und muskulärer Motorik auf einfache Weise aktiviert, trainiert und verbessert.
[0015] Durch seine einzigartige, offenzellige Struktur ist diese Matte ein ideales Trainingsgerät, denn der instabile Untergrund zwingt zu einer gesunden Fussbewegung und -haltung. Die Fussmuskulatur ist ständig aktiv gefordert, das Gleichgewicht des Körpers zu halten. Über die Fusssohle werden sensorische Informationen über das Nervensystem an das Gehirn weitergeleitet. Von dort aus gehen auch aktivitätsfördernde Impulse zur gesamten Rumpfmuskulatur weiter. So werden nahezu unbewusst die tiefer liegenden Muskelpartien von Fuss, Bein bis Rücken trainiert und gestärkt.
Schmerzen lassen rasch nach - das Wohlbefinden wächst. "Propriozeption" (Eigenwahrnehmung des Körpers, vgl. "Exkurs") ist hierbei der Schlüssel zum Erfolg.
[0016] Fehlen dem Körper als "anpassungsfähiges Wesen" Bewegungsreize, so hypotrophiert die Muskulatur geringfügige Alltagsbelastungen, die die aktuelle Belastbarkeit eines hypotrophierten Muskels überschreiten, führen zu typischen Reaktionen, wie einem erhöhten Muskeltonus.
Fehlende Bewegungsreize können schliesslich zu einer Umstrukturierung des Stützgewebes (Knorpel, Knochen) und zu muskulären Dysbalancen führen.
[0017] Daraus resultieren diese allgemeinen Bewegungsvorteile:
positive Beeinflussung des Fett- und Kohlenhydratstoffwechsels
Gewichtsreduktion
Blutdrucksenkung
Verbesserung der Fliesseigenschaften des Blutes
Elastizitätsverbesserung der Blutgefässe
Abbau von freien Radikalen
Durch Training der inter- und intramuskulären Koordination entsteht langfristig ein Gesamtkraftzuwachs
Durch den Gesamtkraftzuwachs sinkt die Alltagsbelastung auf den Bewegungsapparat
Gekoppelte Alltagsbewegungen werden trainiert und beugt Sturzverletzungen vor.
[0018] Die vorgestellte Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen bewirkt:
Kompensation einseitiger Belastung
Stärkung der Muskulatur und Abbau von Spannungszuständen
Verbesserung der Leistungsfähigkeit durch direkten Abbau von Stress
Verbesserung der Denkleistung durch moderate Bewegung auf der Matte (vgl. Studie Prof. Dr. Henner Ertel; www.grp-net.com)
Erhöhung der Konzentrationsfähigkeit durch Verbesserung der Durchblutung und Sauerstoffversorgung
Harmonisierung der Atmung und anderer vegetativer Körperfunktionen
Stärkung des HK-Systems
Vorbeugung gegen Blutdruckerhöhung
Positive Beeinflussung des Immunsystems
Verbesserung der Alltagsmotorik (Koordination)
Reduktion des Sturzrisikos bei älteren Menschen
Verminderung des Hinkens bei älteren Menschen
Abnahme von Venenproblemen
[0019] Dem Anwender bietet die vorgestellte Matte
Einfache,
nachvollziehbare Übungen
Balance-Anspruch kann durch Übungen erhöht werden (geschlossene Augen, balancieren)
Übungen können mit Geräten kombiniert werden (Hanteln, Bar, jonglieren von Bällen)
Übungen können mit und ohne Musik durchgeführt werden, am Arbeitsplatz, zuhause, beim Bügeln, beim Telefonieren - überall dort, wo man sich an einem festen Ort befindet
Das Stehen und Bewegen auf der erfindungsgemässen Matte fordert auf, auf die Signale des Körpers zu hören, ihn besser kennen zu lernen und ihn zu pflegen
Die Matte erfüllt die hohen Ansprüche seiner Kunden aus den Bereichen (Büro, Industrie, Prävention, Rehabilitation, Medizin, Sportclubs und Heimanwender):
- Geringer Zeit- und Anstrengungsaufwand
- Gleichzeitig hoher Trainingseffekt
[0020] Die vorgestellte Matte gibt es in verschiedenen Dicken, und zwar von 1.5 bis 10 cm Dicke.
Es gilt die Regel: Je dicker die Matte, desto instabiler werden die Bewegungen darauf. Die Länge kann bis 5 m betragen. Um den hohen hygienischen Anforderungen gerecht zu werden, ohne die gewünschten Eigenschaften der Fitness- und Therapiematte zu schmälern, wird ein waschbarer Bezug verwendet.
[0021] Zur Anwendung der vorgestellten Fitness- und Therapiematte werden folgende Empfehlungen abgegeben:
Stehen und bewegen auf dem Matte sollte barfuss oder mit Socken geschehen. Ein Schuh würde das Gefühl der Belastung des Fusses auf der Matte nehmen. Die Fusssohle hingegen wird auf der vorgestellten Fitness- und Therapiematte "massiert". Der Fuss ist so sogar in der Lage, durch direkten Mattenkontakt die Fussstellung zu korrigieren.
Warme, gut durchblutete Füsse verströmen Wohlbehagen in den ganzen Körper.
[0022] Diese Fitness- und Therapiematte eignet sich ausserdem nach Verletzungen oder als Rehabilitationstraining nach Operationen. Hierzu ein kleiner Exkurs:
Die Fitness- und Therapiematte hat ein ähnliches Wirkungsprinzip wie die "Propriozeptive Neuromuskuläre Fazilitation - kurz (PNF) genannt - die sich als probates Mittel in der Kranken- und Physiotherapie etabliert hat. PNF ist eine Behandlungsmethode neurophysiologischer Basis. Sie wurde 1946 bis 1951 am Kaiser Foundation Center in Vallejo/Kalifornien von dem Neurophysiologen Dr. Herman Kabat und der Physiotherapeutin Margaret Knott entwickelt, basierend auf neurophysiologischen Prinzipien, die u.a. von dem britischen Neurophysiologen Sir Charles Scott Sherrington (1857-1952) beschrieben wurden.
Das Grundprinzip der PNF-Behandlung beruht auf der Beobachtung, dass "jeder Mensch über latente (schlummernde) motorische Fähigkeiten verfügt, die durch geeignete Fazilitation* aktiviert werden können" (Kabat 1950). *fazilitieren = Muskelspannung normalisieren, z.B. schwache bzw. gelähmte Muskeln aktivieren. Die Methode versucht - wie der kybun - gestörte Bewegungsabläufe zu normalisieren.
[0023] Dazu werden die Druck- und Dehnungsrezeptoren in Muskeln (Propriozeptoren), aber auch Sehnen und Bindegewebe z.B. durch Druck, Dehnung, Entspannung oder auch Streckung stimuliert und Informationen über die Nervenbahnen zum Rückenmark und Gehirn weitergeleitet.
Diese Abläufe werden in bestimmten festgelegten Reihenfolgen durchgeführt.
[0024] Die Bewegungsmuster (Pattern) zeigen sich in Halte- (statisch) und Bewegungsfunktionen (dynamisch) unseres Körpers. Überwiegend sind sie für das nicht geübte Auge weniger auffällig, obwohl sie bei normaler Motorik immer vorhanden sind. Sie verlaufen dreidimensional und diagonal, da die Muskulatur spiralig angelegt ist. Mit definierten Bewegungsmustern und bestimmten Techniken wird somit therapeutisch gearbeitet. Dadurch kommt es in den Muskeln zu einer vermehrten Reaktion, z.B. einer vermehrten Muskelkontraktion oder -entspannung. Wichtig beim PNF ist die Summation von Reizen, sei es exterozeptiv (taktil, visuell, akustisch) oder propriozeptiv (über Muskel-, Gelenk- und Sehnenrezeptoren), um ein möglichst umfassendes Ergebnis zu erreichen.
Der kybun beschränkt sich auf propriozeptive Reize.
[0025] Ziele der PNF-Anwendung sind:
Muskelspannung normalisieren (z.B. Spastizität herabsetzen oder schwache bzw. gelähmte Muskeln aktivieren) = fazilitieren
Fördern der motorischen Kontrolle
Fördern der Mobilität
Fördern der dynamischen Stabilität, Ausdauer, Kraft
Fördern der Geschicklichkeit, KoordinationEnde Exkurs.
[0026] Der Anmelder teilt in diesem Zusammenhang die Aussage von Dr. med. Alois Brügger (www.bruegger.com), nachdem die meisten Erkrankungen des Bewegungssystems primär nicht auf strukturelle Erkrankungen zurückgehen, sondern auf zentralnervös organisierte Schutzmechanismen des Gehirns. Diese Schutzmechanismen werden bei Fehl- und Überbeanspruchung gestartet.
Bei chronischen Fehlbelastungen entstehen zuerst Funktionsstörungen, später können sich hieraus Strukturveränderungen entwickeln.
[0027] Dies kann umgangen werden, wenn das Bewegungssystem (posturales und lokomotorisches System) optimal eingesetzt wird - durch physiologisch - dynamische Körperhaltung in Verbindung mit ausgeglichenem Bewegungsverhalten. Genau dies kann der kybun - die Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen bieten:
Die Methode für die die vorgestellte Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen zielt auf:
Erkennen und Beseitigen der vorhandenen Störfaktoren sowie Korrektur der Fehlhaltung und Verbesserung der Bewegungsmuster
Durch aufrechte Körperhaltung alle Strukturen entsprechend ihrer Funktion optimal zu beanspruchen.
Biegespannung auf ein Minimum reduzieren
Automatisierung durch Wiederholung von Stehen und Bewegen auf der Matte
Vermittlung einer positiven Einstellung und aktiven Mitarbeit durch vielfältige Anwendungsmöglichkeiten.
[0028] Eine Haltungsänderung bewirkt auch eine Verhaltensänderung. In der aufrechten Haltung befindet sich die Muskulatur in einer optimalen Arbeitsposition. Alle Strukturen erhalten einen optimalen Bildungsreiz (Knochen-Zug-Druck-Verhältnis).
[0029] So eignet sich die Matte hervorragend als unterstützend-ergänzende Therapiemassnahme, vor allem bei Menschen mit Übergewicht, Bewegungsarmut oder Problemen in den Bereichen Rücken, Hüfte, Gelenke und Venen.
Auf der weichen Spezialmatte entdecken Menschen nicht nur die Lust auf Bewegung neu - mit speziellen, moderaten Übungen werden auch Muskeln, Sehnen und Bänder gelockert, die Gelenke geschont, der Stoffwechsel angeregt und das Herz-Kreislauf-System in Schwung gebracht. Durch die Bewegungen auf instabilem Untergrund werden die tiefen, stabilisierenden Muskeln intensiv trainiert, was die Körperkoordination deutlich verbessert. Die sanften Bewegungen lösen sämtliche Muskelverspannungen, fördern den Lymphfluss, regen die Verdauung an und beugen Osteoporose vor. Schmerzen an Nacken, Schulter, Rücken, Hüfte, Oberschenkel, Knie, Waden oder Fussgelenken hören in den meisten Fällen auf oder können zumindest gelindert werden. Bei angekurbelter Durchblutung können Giftstoffe besser aus dem Körper abtransportiert werden und Entzündungen rascher abklingen.
Die Leistungsfähigkeit steigt und Stresssymptome schwinden.
[0030] Um die physikalische Unterschiedlichkeit zu belegen, wurden bei der Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA in St. Gallen statische und dynamische Untersuchungen an zwei Schaumstoff-Matten in Auftrag gegeben. Die Resultate dieser Untersuchungen wurden im Empa-Prüfbericht Nr. 444 254 vom 27. November 2006 erfasst. Verglichen wurde eine Matte 500 X 410 X 70 cm mit geschlossenen Zellen mit einer Matte der erfinderischen Art mit offenen Zellen der Dimensionen 460 X 460 X 60.
Dynamische Messungen
[0031] Zur dynamischen Messung wurde ein Fallkörper aus einer definierten Höhe auf das Prüfmuster fallen gelassen. Die Verzögerung des Fallkörpers wurde mit einem Beschleunigungssensor erfasst.
Aus den Beschleunigungswerten wurden Geschwindigkeit, Eindringtiefe und resultierende Kraft des Fallkörpers berechnet. Die Fallhöhe wurde so eingestellt, dass die Maximalkraft einer statischen Belastung einer Masse von rund 30 und 100 kg entsprach. Diese Fallversuche wurden in Anlehnung an EN 1177 (Stossdämpfende Spielplatzböden) durchgeführt.
[0032] Prüfapparatur:
Fallhaken 20 kN (SOP 02'736)
Fallkörper nach EN 1177, Halbkugel, R=80 mm, 4,6 kg (SOP 03'322)
Beschleunigungssensor mit Ladungsverstärker (SOP 02'087)
Datenerfassungssystem (SOP 01'550 und 01'612)
Betonsockel mit eingelassener Stahlplatte (Raum C1.12)
[0033] Die Aussage der dynamischen Messungen ist in einem Satz zusammenzufassen:
Beim Eindringen des halbkugelförmigen Fallkörpers ist die Belastung der Matte mit offenen Zellen - die der Erfindung zugrunde liegende Matte -ziemlich linear, d.h die Eindringtiefe in Prozent verhält sich zum jeweils gewählten Gewicht des Fallkörpers nahezu proportional. Bei der Matte mit geschlossenen Zellen ist für dieselbe Versuchsanordnung eine deutliche Progression zu erkennen. Es scheint, dass das in den geschlossenen Zellen gefangene Gas die Kompressionseigenschaft bestimmt.
Statische Messungen
[0034] Zur statischen Messung wurden die Prüfmuster zwischen zwei parallele Platten gelegt und mit konstanter Geschwindigkeit auf einen Maximalwert belastet und wieder entlastet. Dieser Zyklus wurde total 10-mal wiederholt. Die Belastungskraft und die Position der Platten wurden während der Untersuchung aufgezeichnet.
Für diese Versuche wurden Prüfmuster mit einer Grundfläche von 100 X 100 mm ausgeschnitten.
[0035] Prüfapparatur: Zwick Universalprüfmaschine für Zug- und Druckprüfungen (SOP 02'022).
Prüfgeschwindigkeit 100 mm/min
Zyklenzahl 10
Maximalbelastung 100 kg, also 981N
[0036] Die Messresultate der auf der Universalzugprüfmaschine Zwick untersuchten Prüfmuster sind in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt die Resultate einer Matte mit geschlossenen Zellen und Fig. 2 zeigt die Resultate einer Matte mit offenen Zellen.
[0037] Die Belastungsverläufe sind markant unterschiedlich. Die Kraft beim Prüfmuster mit geschlossenen Zellen (Fig. 1) steigt von Anfang an stetig an. Bei Entlastung zeigt sich, dass sich das Material bei der Prüfgeschwindigkeit (100 mm/min) nicht vollständig zurückstellen kann, obwohl die Hysterese ziemlich gering ist.
Dieses Diagramm entspricht mehrheitlich einer Kurve von komprimierter Luft.
[0038] Dagegen kann der Kraftverlauf des Prüfmusters mit offenen Zellen (Fig. 2) deutlich in drei Bereiche eingeteilt werden. Der erste elastische Anstieg bis ca. 5% Deformation, das Plateau bis ca. 50% Deformation und anschliessend die Kompressionsphase mit dem steilen Anstieg.
[0039] Bei einer Belastung von 99 kg ist bei geschlossenen Zellen eine Kompression im Bereich von 60% bis 61% (Fig. 3) zu erkennen. Die Matte mit offenen Zellen federt dagegen in einem Bereich von 75% bis 7 6% ein (Fig. 5). Das Resultat nach der Entlastung auf 1 kg wird in den Fig. 4 und 6 gezeigt. Die verbleibende Verformung der Matte mit den offenen Zellen (Fig. 6) ist mit 1% bis 2% deutlich geringer als die verbleibende Verformung der Matte mit geschlossenen Zellen (Fig. 4), die zwischen 6% und 8% liegt.
Zudem ist bei der Matte mit geschlossenen Zellen (Fig. 3 und Fig. 4) der Setzungsvorgang, der für die Verformung massgebend ist, nach 10 Zyklen noch nicht abgeschlossen, während er bei der Matte mit offenen Zellen (Fig. 6) schon nach wenigen Zyklen auf niedrigem Niveau nahezu konstant bleibt.
[0040] Diese im Versuch klar nachgewiesene Eigenschaft offenzelliger Matten wirkt sich im Sinne der Erfindung für die Fitness- und Therapiematte zum Stehen und Gehen aus.
[0041] Zum Schutz der Matte wird dieselbe in eine zähe, elastische, aber luftdurchlässige Hülle eingebracht. Diese Hülle kann aus einem waschbaren, z.B. netzförmig gewobenen Textil bestehen. Die Einfederungseigenschaften der Matte werden durch diese Hülle nicht beeinflusst. Sie dient lediglich dem Schutz der Matte und der Hygiene.
The present invention relates to a fitness and therapy mat for standing and walking according to the preamble of claim 1.
The use of fitness and gymnastic mats has established itself in the sports industry. In kindergartens and hoarding they are used for community games, in school sports and gymnastics and sports clubs they have become indispensable for all ground exercises. This type of mat is intended to prevent contact with cold and hard floors. Among the leading manufacturers are the companies Airex, Bremshey, Merida and Movivit - in Germany Thieme-Sport is a fixed size. These mats have no fabric coatings. Therefore, their surfaces must be designed so that they are robust, easy to clean or hygienic and skin-friendly.
Likewise, slip resistance of the undersides and low total weight of the whole mat play a role. Many different types of foam mats are also used in physiotherapy.
The basis for the construction of such mats was laid in the seventies of the last century. Typical mats are still provided with a soft core and a durable shell. It was discovered early that the protective cover must be firmly connected to the foam core. In Patent No. DE 2 124 627 from 1971 a typical design is shown. Even today, fitness and therapeutic mats are essentially produced according to this principle. In DE 2 510 863 of 1975 a gymnastics, gymnastics or floor mat made of polyurethane is presented.
During this time, the advantages of the new material "polyurethane" were recognized and used in the production of such mats. These mats were primarily used as "damping mats", as also presented in Patent No. EP 0 433 237 B1. A mat, whose task is the damping of an impact, should have a "delayed regression", so that the coming to landing athlete is not immediately catapulted by the spring action again.
In the present day, in which it is generally recognized that according to www.rheumaliga.ch "regular and targeted gymnastics with a therapy and exercise equipment soul, body and mind brings in line," products are offered, which "gymnastics am Place ".
Such fitness and therapeutic mats usually have a rectangular shape lying close to the square and have an area of about 0.06 m <3> to 1 m <3>. Their thickness is usually between 1.5 cm to 10 cm. Such mats are widely used by several different people, so that a relatively high hygiene requirement is made. It therefore uses mats with "optimal damping and closed-cell structure and do not absorb moisture or dirt" (Quote: http://www.airex.ch/de/catalog.php?tipo=30&catab=1). It is therefore important to multi-functionality, resistance to moisture and rotting. They are used for gymnastics and exercises while standing, sitting, kneeling and in motion.
It has been recognized that gymnastics with such foam cushions promotes the foot muscles and the secure footing - as a basis for the upright posture.
All of these foam mats have closed pores, so are closed-cell construction. The springback effect is achieved by the combined effect of air compressibility in the pores and the elasticity of the material. Such a mat is progressively harder according to the principle of the air spring, the more it is loaded.
As described in the prior art, the conventional mats are provided with a protective cover. This protective cover also affects a larger area around the imprint. The effect corresponds to that of an air-filled cushion.
The laterally acting forces are dissipated via the protective cover, so that a so-called "buffing effect" is the result. By choosing the foam materials described above and the structure with protective plastic and foam core, which are firmly connected, but the desired effect is partially nullified. However, the prior art mats are popular because they are versatile, e.g. also in the water, can be used. However, they can not meet the requirements of the physiotherapeutically desired instability effect.
All prior art mats of this type is inherent in the damping effect described in EP 0 433 237 B1.
For the sake of hygiene and multifunctionality, as already mentioned, closed-cell foams are used for these mats, which are then additionally provided with a closed envelope consisting of the same or a different material. This affects just the essential for the activation of all muscles of the musculoskeletal instability and desired spring action negative.
The present invention now has the task to improve the fitness and therapy mat by using a made of open-cell material and specially tailored for this application plastic foam such
for the person to be treated, a springback approaching the ideal spring enables maximum instability of the device.
This object is achieved by a fitness and therapy mat with the features of claim 1. Further inventive features will become apparent from the dependent claims, and the advantages thereof are explained in the following description.
In the drawing shows:
<Tb> FIG. 1 <sep> Compression curve of a closed-cell mat
<Tb> FIG. 2 <sep> Compression curve of a mat with open cells
<Tb> FIG. 3 <sep> compression during 10 cycles of a closed cell mat
<Tb> FIG. 4 <sep> Remaining% deformation of a closed-cell mat during 10 cycles
<Tb> FIG. 5 <sep> compression during 10 cycles of an open cell mat
<Tb> FIG. 6 <sep> Remaining% deformation of a mat with open cells during 10 cycles.
The figures show the measurement results of comparative measurements between open-cell and closed-cell mats. They can be found in the test report no. 444 254 of 27.11.2006 of the Federal Materials Testing and Research Institute.
The springback effect of the presented in claim 1 fitness and therapy mat will be less progressive, with a light load almost proportional effect. The absence of a sheath which is firmly connected to the soft, resilient core, reduces the transmission of horizontal forces, which are transmitted in conventional, commercial mats with tough, tear-resistant protective covers.
The open-cell construction of the foam, which is achieved through the use of the particular material, demonstrably minimizes the transmission of horizontal forces. The open-cell structure on the tread and side surface is also obtained from the outside by cutting the mats clean, so that the open cell structure allows the exchange of air from the inside to the outside. The spring effect should only be achieved by the cell structure. Air pockets, which would bring the effect of air compression, are avoided.
Only on the ground-facing side, if necessary, a film is glued to make the mat non-slip.
To obtain this open-cell structure, a flexible polyurethane foam is used for the presented fitness and therapy mat, which is essentially made of polyols and diisocyanates.
The presented fitness and therapy mat for standing and walking is intended to encourage sitting people to stand and to awaken their enthusiasm for movement. The Steh concept can positively influence the condition of the exerciser without much effort, because it has a targeted effect on the deep-lying muscle layers.
By simply standing and moving on this mat, which is available in different lengths and thicknesses, the interaction between brain, nerves and muscular motor skills is easily activated, trained and improved.
Due to its unique, open-cell structure, this mat is an ideal training device, because the unstable surface forces a healthy foot movement and posture. The foot muscles are constantly actively required to maintain the balance of the body. Sensory information about the nervous system is transmitted to the brain via the sole of the foot. From there, activity-promoting impulses for the entire core musculature continue. So, almost unconsciously, the deeper lying muscles are trained and strengthened from foot to leg to back.
Pain subsides quickly - the well-being grows. "Proprioception" (self-perception of the body, see "Excursus") is the key to success here.
Absence of the body as "adaptive being" movement stimuli, as the muscles hypotrophic minor everyday stresses that exceed the current capacity of a hypotrophierten muscle, lead to typical reactions, such as increased muscle tone.
Lack of movement stimuli can eventually lead to a restructuring of the supporting tissue (cartilage, bone) and to muscular dysbalances.
This results in these general motion advantages:
positive influence on fat and carbohydrate metabolism
weight loss
Lowering blood pressure
Improvement of the flow properties of the blood
Elasticity improvement of the blood vessels
Degradation of free radicals
Through training of the inter- and intramuscular coordination a total increase in strength develops in the long term
Due to the overall increase in strength, the daily burden on the musculoskeletal system decreases
Coupled everyday movements are trained and prevent fall injuries.
The presented fitness and therapy mat for standing and walking causes:
Compensation of one-sided load
Strengthening of the musculature and reduction of tension
Improving performance through direct reduction of stress
Improvement of thinking through moderate movement on the mat (see study Prof. Dr. Henner Ertel, www.grp-net.com)
Increase concentration by improving blood circulation and oxygenation
Harmonization of respiration and other vegetative bodily functions
Strengthening the HK system
Prevention of blood pressure increase
Positive influence on the immune system
Improvement of everyday motor skills (coordination)
Reduction of the risk of falling in the elderly
Reduction of limping in the elderly
Decrease of venous problems
The user offers the presented mat
simple,
comprehensible exercises
Balance claim can be increased through exercises (closed eyes, balance)
Exercises can be combined with devices (dumbbells, bar, juggling balls)
Exercises can be done with and without music, at work, at home, ironing, telephoning - wherever you are in a fixed location
Standing and moving on the mat according to the invention requires listening to the signals of the body, getting to know it better and caring for it
The mat meets the high demands of its customers in the areas (office, industry, prevention, rehabilitation, medicine, sports clubs and home users):
- Little time and effort
- At the same time high training effect
The presented mat is available in various thicknesses, from 1.5 to 10 cm thickness.
The rule is: The thicker the mat, the more unstable the movements will be. The length can be up to 5 m. In order to meet the high hygienic requirements, without compromising the desired properties of the fitness and therapy mat, a washable cover is used.
The following recommendations are made for the application of the presented fitness and therapy mat:
Standing and moving on the mat should be done barefoot or with socks. A shoe would take the feel of the strain of the foot on the mat. The sole of the foot, on the other hand, is "massaged" on the presented fitness and therapy mat. The foot is even able to correct the foot position by direct mat contact.
Warm, well-hydrated feet exude well-being throughout the body.
This fitness and therapy mat is also suitable for injuries or rehabilitation training after surgery. Here is a little digression:
The fitness and therapy mat has a similar effect principle as the "Proprioceptive Neuromuscular Facilitation - in short (PNF) called - has established itself as a tried and tested in the physiotherapy and physiotherapy.PNF is a method of treatment of neurophysiological basis.It 1946-1951 on Kaiser Foundation Center in Vallejo, California, developed by neurophysiologist Dr. Herman Kabat and physical therapist Margaret Knott, based on neurophysiological principles described, inter alia, by the British neurophysiologist Sir Charles Scott Sherrington (1857-1952).
The basic principle of PNF treatment is based on the observation that "everyone has latent (dormant) motor skills that can be activated by appropriate facilitation *" (Kabat 1950). * Facilitate = normalize muscle tension, e.g. activate weak or paralyzed muscles. The method tries - like the kybun - to normalize disturbed movements.
For this purpose, the pressure and expansion receptors in muscles (proprioceptors), but also tendons and connective tissue, e.g. stimulated by pressure, stretching, relaxation or even stretching and forwarded information about the nerve tracts to the spinal cord and brain.
These processes are carried out in specific defined sequences.
The patterns of movement (pattern) are manifested in holding (static) and motion (dynamic) functions of our body. Mostly, they are less noticeable to the untrained eye, although they are always present with normal motor skills. They run three-dimensionally and diagonally because the muscles are spiraled. With defined patterns of movement and certain techniques is thus worked therapeutically. This causes an increased response in the muscles, e.g. an increased muscle contraction or relaxation. Important in the PNF is the summation of stimuli, be it exteroceptive (tactile, visual, acoustic) or proprioceptive (via muscle, joint and tendon receptors), in order to achieve as comprehensive a result as possible.
The kybun is limited to proprioceptive stimuli.
Goals of the PNF application are:
Normalize muscle tension (e.g., reduce spasticity or activate weak or paralyzed muscles) = facilitation
Promote motor control
Promote mobility
Promote dynamic stability, endurance, strength
Promoting Skill, Coordination Ending Excursion.
The applicant shares in this context the statement of Dr. med. med. Alois Brügger (www.bruegger.com), since most diseases of the musculoskeletal system are primarily due not to structural diseases, but to CNS-organized protective mechanisms of the brain. These protective mechanisms are started in case of overuse and overstress.
In case of chronic stress, dysfunctions develop first, later structural changes can develop.
This can be avoided if the movement system (postural and locomotor system) is used optimally - by physiological - dynamic posture in conjunction with balanced movement behavior. This is exactly what the kybun - the fitness and therapy mat for standing and walking can offer:
The method for the presented fitness and therapy mat for standing and walking aims at:
Recognizing and eliminating the existing interference factors as well as correcting the malposition and improving the movement patterns
By upright posture optimally claim all structures according to their function.
Reduce bending stress to a minimum
Automation by repetition of standing and moving on the mat
Imparting a positive attitude and active cooperation through a variety of applications.
A posture change also causes a behavior change. In the upright posture, the muscles are in an optimal working position. All structures receive an optimal formation stimulus (bone-to-pressure ratio).
Thus, the mat is ideal as a supportive-complementary therapeutic measure, especially in people with overweight, lack of exercise or problems in the areas of the back, hips, joints and veins.
On the soft special mat, people not only rediscover the desire to exercise - with special, moderate exercises, muscles, tendons and ligaments are loosened, the joints are spared, the metabolism stimulated and the cardiovascular system gets going. The movements on unstable ground, the deep, stabilizing muscles are intensively trained, which significantly improves the body coordination. The gentle movements release all muscle tension, promote lymphatic circulation, stimulate digestion and prevent osteoporosis. Pain in the neck, shoulder, back, hips, thighs, knees, calves, or ankles will most likely stop or at least be alleviated. With increased blood flow, toxins can be better removed from the body and inflammations decay faster.
The performance increases and stress symptoms disappear.
In order to prove the physical diversity, static and dynamic tests on two foam mats were commissioned by the Federal Materials Testing and Research Institute EMPA in St. Gallen. The results of these investigations were recorded in Empa Test Report No. 444 254 of 27 November 2006. A 500 x 410 x 70 cm closed-cell mat was compared with an inventive type mat with open cells of dimensions 460 X 460 X 60.
Dynamic measurements
For dynamic measurement, a falling body was dropped from a defined height on the test pattern. The deceleration of the case was detected with an acceleration sensor.
From the acceleration values, velocity, penetration depth and resultant force of the falling body were calculated. The height of fall was adjusted so that the maximum force corresponded to a static load of a mass of around 30 and 100 kg. These drop tests were carried out in accordance with EN 1177 (Shock absorbing playground floors).
Test apparatus:
Fall hook 20 kN (SOP 02'736)
Case according to EN 1177, hemisphere, R = 80 mm, 4.6 kg (SOP 03'322)
Acceleration sensor with charge amplifier (SOP 02'087)
Data acquisition system (SOP 01'550 and 01'612)
Concrete base with inset steel plate (room C1.12)
The statement of the dynamic measurements can be summarized in one sentence:
When penetrating the hemispherical case body, the load on the open-cell mat-the mat on which the invention is based-is fairly linear, that is, the penetration depth in percent is almost proportional to the particular weight of the falling body chosen. In the case of the closed-cell mat, a significant progression can be seen for the same experimental setup. It seems that the gas trapped in the closed cells determines the compression property.
Static measurements
For static measurement, the test samples were placed between two parallel plates and loaded at a constant speed to a maximum value and relieved again. This cycle was repeated a total of 10 times. The loading force and position of the plates were recorded during the study.
For these tests, test samples with a base area of 100 × 100 mm were cut out.
Testing apparatus: Zwick universal testing machine for tensile and compression tests (SOP 02'022).
Test speed 100 mm / min
Number of cycles 10
Maximum load 100 kg, ie 981N
The measurement results of the test samples examined on the universal tensile test machine Zwick are shown in FIG. 1 and FIG. 2. Fig. 1 shows the results of a closed cell mat and Fig. 2 shows the results of a mat with open cells.
The load profiles are markedly different. The force in the test pattern with closed cells (Fig. 1) increases steadily from the beginning. Relief shows that the material can not fully recover at the test speed (100 mm / min), although the hysteresis is quite low.
This diagram corresponds to a majority of a curve of compressed air.
In contrast, the force curve of the test pattern with open cells (Fig. 2) can be clearly divided into three areas. The first elastic increase up to approx. 5% deformation, the plateau up to approx. 50% deformation and afterwards the compression phase with the steep rise.
At a load of 99 kg, a compression in the range of 60% to 61% (Fig. 3) can be seen in closed cells. On the other hand, the open cell mat springs in a range of 75% to 7 6% (FIG. 5). The result after the discharge to 1 kg is shown in Figs. 4 and 6. The remaining deformation of the open cell mat (Figure 6), at 1% to 2%, is significantly less than the residual deformation of the closed cell mat (Figure 4), which is between 6% and 8%.
In addition, in the closed-cell mat (Figures 3 and 4), the settling action that governs deformation is not complete after 10 cycles, whereas in the open-cell mat (Figure 6), it is after a few Cycles at a low level remains almost constant.
This clearly demonstrated in the experiment property of open-cell mats affects the purposes of the invention for the fitness and therapeutic mat for standing and walking.
To protect the mat, the same is introduced into a tough, elastic, but air-permeable envelope. This shell may be made of a washable, e.g. net-woven textile consist. The deflection properties of the mat are not affected by this shell. It only serves to protect the mat and hygiene.